基于大数据的乘用车油耗与续驶里程研究

董学锋

（北京长城华冠汽车研发有限公司，北京 101300）

主题词： 燃油乘用车 燃油消耗 续驶里程 大数据

1 前言

在中国汽车保有量不断增加，汽车节能减排的大背景下，电动汽车、混合动力汽车等新能源汽车都已经进入市场多年，作为传统的纯燃油汽车已有百多年的发展史，其技术不断进步，产品也越来越好。但由于石油燃料是不可再生的和燃油车的污染物排放，尤其是近年燃油车被认为是雾霾的主要贡献者，因此燃油车或多或少被人们所诟病。这一是促进了燃油车以节能减排为中心的进一步开发，二是促进了新能源汽车的多样化研发，其目的是殊途同归，既要一如既往地满足人们出行和物流的需求，还要节能减排、保护环境。在新能源汽车开发或使用时，往往与人们较熟知的传统燃油车作比较，比如续驶里程，总有“电动汽车的续驶里程要与汽油车相当”等说词在业界回响。本文利用现有乘用车的大数据，用统计的方法分析、推算汽油乘用车续驶里程的区域范围。随着技术的进步和汽车油耗的不断降低，油箱容积也需相应减小；油箱小了，整车整备质量又会下来，油耗又会进一步降低。从而进入节能减排的良性循环。

2 燃油消耗、油箱容积与整车整备质量

2.1 燃油消耗与整车整备质量

对于燃油汽车，国家对其燃油消耗量是有相应标准和限值要求的，其限值是基于整车整备质量的。因此本文基于市场汽油乘用车的燃油消耗量（NEDC）与对应整车整备质量数据开始进行分析，设整车整备质量为横坐标，油耗为纵坐标，绘出的散点图1，用线性趋势线表达。

图1的中心线为燃油消耗

式中M为整车整备质量。

式（2）几乎覆盖了所有汽油乘用车燃油消耗量的范围。

图1 燃油消耗与整车整备质量的关系

2.2 燃油箱容积与整车整备质量

燃油箱的容积大小，决定了一次的最大加油量，但同时作为整车整备质量的一部分，燃油箱越大，整车整备质量也随之越大，1 L燃油（连同相应增容的箱体）近1 kg的质量。因此控制了燃油箱的大小，也就控制了整车整备质量，对节能减排有利。

将车型样本按整车整备质量对应的燃油箱容积的制做成二维散点图（图2），图中的平均趋势线表述为Tr。

图2 燃油箱容积与整车整备质量

式中M为整车整备质量，Tr是燃油箱的容积。

整个区域的散点基本上可以由斜线Tr=1.2×(37.5M+3）和斜线Tr=0.8×(37.5M+3所包围。如果用整车整备质量作为设计输入选择燃油箱容积Tr。

式中k=0.8～1.2，从减重的角度，k选下限为好。

2.3 燃油消耗与燃油箱容积

关联样本中的燃油消耗率与燃油箱的容积，看二者的对应关系，见图3，其中纵坐标是燃油消耗率，横坐标由整车整备质量换成了相应的燃油箱容积，散点图的中心表达式为：

图3区域内的点，基本在斜线ge=0.7×(0.128Tr)和斜线ge=1.4×(0.128Tr)之间的区域内，从此可得出ge=(0.7～1.4)×(0.128Tr)。如果设计时，燃油消耗率的目标ge已先确定，可由此式算出燃油箱的容积。为了一个燃油箱产品通用多个车型及不同排量的发动机，燃油箱的容积可按油耗高的计算。

图3 燃油消耗率与燃油箱容积

3 用户众测的燃油消耗量[2]

3.1 轿车手动挡的燃油消耗

如前所述，燃油消耗率是在特定的“NEDC工况”下测定的，通常称为综合油耗（或公告油耗），在售车的随车文件中都能查到。受到使用载荷、道路条件、季节、驾驶等众多因素的影响，汽车用户的实际油耗肯定是大于公告油耗的，图4是用户众测油耗与“NEDC工况”下测得的综合油耗的对比图，其数据主要来自“小熊网站”。图中的中心线为：gs=1.18ge，其含义是用户众测油耗平均值是综合油耗的1.18倍，有些最大达到了1.4倍。

图4 轿车用户众测油耗（手动挡）

3.2 轿车自动挡的燃油消耗

自动挡轿车的用户众测油耗与“NEDC工况”下的综合油耗的关系由图5表示，自动挡轿车的用户众测油耗平均线是：gs=1.32ge，即用户众测油耗的平均值是综合油耗的1.32倍。图5中也有超过了1.6倍的样本点。而3.1中的手动挡平均值是1.18倍，显然，自动挡比手动挡油耗更高。

3.3 SUV车型的燃油消耗

SUV车型在中国很流行，用户喜欢“高大上”，喜欢“居高临下”的感觉。但SUV车型高大，整车整备质量大、风阻大、有全驱模式，油耗高也是必然的，自动挡SUV的众测油耗情况见图6，平均众测油耗是综合油耗的1.29倍，最大的超过1.5倍。同是自动挡，3.2的图5，轿车的倍数虽大，但实际数值比SUV小得多，SUV的整备质量大，其综合油耗数值本身也大。

图5 轿车用户众测油耗（自动挡）

图6 SUV用户众测油耗（自动挡）

4 燃油车的续驶里程

4.1 NEDC续驶里程

用燃油箱容积除以NEDC工况油耗（综合油耗）可得汽车一箱油可行驶的里程，因为用的综合油耗，这里称之为NEDC续驶里程，以示区别。总体共1 416个样本车型，对应整车整备质量展开的散点图见图7中的左侧部分；按50 km的长度分组计数，即将续驶里程分成：200、250、300、350…Sn+50，以此类推，(Sn±25)km的样本数，都合算为Sn的样本数。从而得到各个里程区域的样本数（或者说是车型数），见图7右侧部分柱状图；从图7中可以看出，800（±25）km的样本数最多，为187个（车型数），乘用车NEDC续驶里程的计算平均值也是800 km；最少是400 km的仅一个车型，450 km的有5个车型，当然也有最多的是1 150 km的共14个车型。

4.2 电动与汽油车 NEDC续驶里程对比

将2019年的电动乘用车（448个车型）与本文的汽油车样本（1 416个车型）进行比较见图8，目前电动车主流产品NEDC续驶里程为400 km，有4个车型达到了650 km的级别[1]，汽油车平均是800 km，但600 km的有111个车型，汽油车续航600 km已足够。

图7 续驶里程与整车整备质量

图8 电动与汽油车续驶里程对比

4.3 汽油车用户实际续驶里程的推算

乘用车的用户众测实际油耗如按1.3倍的综合油耗计算，即本节将NEDC的油耗值乘1.3或将NEDC续驶里程直接除以1.3，作为推算的用户实际续驶里程，得到图9的柱状图，平均值是600 km，最小的300 km，仅一个车型；最多的是900 km，有5个车型。

图9 推算实际续驶里程

5 结束语

为推进节能减排，合理选择燃油箱的容积是必要的，实际续驶里程可控制在450～550 km，或设定NEDC续驶里程为550～700 km；通过对传统乘用车续驶里程的统计分析，加深了对续驶里程的认知，为汽油车和电动车的产品开发策划与设计提供参考。